(材料学院材控专业)模具制造工艺实验指导书

1 模具制造工艺课程实验 实 验 指 导 书

二0一五年五月二十五日 2

实验一 电火花成型加工实验 1、实验目的 1）了解电火花成型的基本原理。 2）了解电火花成型机的结构和成型特点。 3）了解电火花加工与传统切削加工的异同及应用。 4）了解不同的电参数与工件表面质量及加工速度的关系。 5）了解采取不同的极性加工时对加工工件的表面质量和生产率的影响。 6) 掌握电火花成型机的操作方法。 2、实验设备 1）电火花成形机1台。 2）铜、钢电极若干和钢板试样若干。 3）活动扳手1把。 4）游标卡尺1把、角尺、百分表各1把 5）块规1套 3、实验步骤 1）合上电柜右侧空气开关，旋出面板红色蘑菇头总停按纽。 2）按下面板上绿色启动按钮，启动总电源，液晶屏上出现系统操作主画面。 3）安装电极，用夹具螺钉把电极固定在成形机的主轴头上，然后用角尺或百分表校正电极，使电极与工作台垂直。 4）装夹试样（工件），将试样（工件）直接装夹在垫块或工作台上，然后操作手控盒移动工作台，使试样（工件）中心线和十字滑板移动方向一致，最后用压板压紧。 3）根据加工的具体情况，在系统操作主画面面板上选择所需的电规准和加工参数，启动脉冲电源，耐磨进入加工状态，电规准和加工参数可按下表选择： 序号 参数 功能 范围 1 ON 脉冲宽度 1-2048 2 OFF 脉冲间隙 1-2048 3 IP 峰值电流 0-63 4 HP 高压控制 00-07/10-17 5 UP 上升距离 0-9 6 DN 放电时间 0-9

4）旋转上油手轮调整上油高度刻度，取比高出工件50～100的液面值，操作手控盒“油泵”键，同时按“运行”和“油泵”键上油。 5）从面板屏幕上设定加工方式和在 “程序加工”上设定工件的加工深度Z、X、 3

Y参数和速度。各值可用手控盒控制达到，如按[X-]键，X轴向负方向移动，主画面左上部显示的当前坐标值随轴的移动而变化，若按[X+]键，X轴向正方向移动，Y轴、Z轴操作过程与X轴相同。 速度可选择4种移动速度，0速：1m单步移动；1速：≧3mm/min，2速≧120mm/min，3速≧600mm/min。 5）在主画面上 选择“手动加工”按键并按下，则进入手动加工的子功能模块，这时选择需要的加工轴（X轴或Y轴或Z）并按下，则进入下一级子功能，选择返回键即返回上一级功能。 输入被加工工件正确的终点坐标值，然后按“确认”键即被确认。如需要按起点控制键，用来控制在加工完成后，是否返回加工起始加点位置。 6）各项加工参数均已选择好，则可根据提示，按“运行”键，开始加工。或因没有准备好，按“停止”键返回退出。也可通过操作手控盒，按“运行”键进行工件加工。 4、实验报告 1）阐述电火花加工的工作原理。 2）解析为什么在不同的电参数下工件表面有不同的结果。 3）若要得到较光洁的表面，应采用什么样的极性加工，原因何在。 4）计算并填写下表：

凸模尺寸 凸凹模双面配合间隙 电火花双面放电间隙 电极尺寸及公差 005.030 0.05 0.06

04.0025 0.06 0.05

03.0022 0.05 0.05

20±0.03 0.06 0.05 15 0.05 0.06 4

实验二 电火花数控线切割编程及加工实验 1、实验目的 1）了解电火花线切割的基本原理。 2）了解电火花线切割机的结构和成型特点。 3）掌握电火花线切割的数控程序编程方法。 4) 掌握电火花线切割机的操作方法。 2、实验设备 1）电火花线切割机一台。 2）已加工好的尺寸100×100×10、100×100×15的毛坯板料试样若干。 3）活动扳手一把。 4）游标卡尺一把。 5）百分表一把。 6）内六角扳手一套。 3、实验步骤 （1）开机，当系统显示“汉川”标志图标，按任意键进入加工主菜单。 （2）进入主菜单后，用“ ”键移动光标到“手动”、“手动盒”，按回车，分别选择速度1、2、3及单步，按手动盒按纽移动机床各轴坐标到适当位置。 （3）安装工件，必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许范围之内，避免超出极限。 （4）工件的调整。用百分表找正法、划线法找正法进行调整，使工件的定位基准面分别与机床的工作台面和工作台的进给方向x、y保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精度。 百分表找正法如图1所示，百分表的测量头与工件基面接触，往复移动工作台，直至百分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。划线法找正，如图2所示。利用划针对准工件上划出的基准线，往复移动工作台，目测划针的偏离情况，将工件调整到正确位置。

图1 用百分表找正 图2划线法找正 5

（5）根据工件形状尺寸编制程序并装入到计算机硬盘，或在线切割机床的显示器上绘制并编程保存。 （6）校验画图，加工程序在正式加工前要进行校验，以保证程序的正确，如正确则显示“程序结束”，然后选择系统“空运行”空走一次，查看加工轨迹是否正确，按任意键返回。 （7）按“手动盒”按纽移动机床各轴坐标使电极丝接近工件（内形加工时先穿丝），当距离为1mm左右时选择“撞极限”功能使电极丝与工件接触。 （8）设置加工参数，按F1选中，键入新的脉宽值（2～28s）后再按F1置入；按F2键入新的高频停歇值（4～255s）后再按F2置入；按F3键入新的管数（1～9）后再按F3置入。 （9）进入主菜单，点击“运行”菜单，切削液泵启动并进行切割加工。 4、实验报告 1）阐述电火花线切割加工的工作原理。 2）讨论电火花线切割加工的特点和应用场合。 3）分析所加工的工件表面质量。 3）试编制加工下图所示零件的程序。若采用0.02 mm的钼丝，高频放电火花间隙为0.02mm（双边）。 6

实验三 快速成形实验 1、实验目的 （1）了解快速成形的基本原理。 （2）了解CPS快速成形机的结构和应用场合。 （2）掌握快速成形的操作方法。 2、实验设备 CPS350快速成形机一台。 3、实验步骤 （1）打开总电源开关，按下控制板上的“电源开”键、“加热”键并加热树脂。 （2）按下“光源”键和“触发”键，点亮光源，按下“伺服”键，给伺服系统加上电源。 （3）开启工控机，启动WINDOWS2000，双击桌面“RpData”快捷方式运行CPS数据准备软件。 （4）点击“文件”菜单的下拉菜单“装入模型”或图标工具装入模型，然后对CAD三维实体的模型确定其制作大小和方向。击菜单 “模型”的下拉菜单“缩放”，设定X、Y、Z方向的比例系数，把模型按需放大，击“定向” 设定模型在网板上的制作方向，确定模型的最佳方向。 （5）点击“轮廓”菜单的下拉菜单“全部模型分层”对模型进行分层。 （6）点击“轮廓”菜单的下拉菜单“轮廓状态检查”。由于各种不同CAD设计系统产生的STL模型文件会有各自的缺陷，STL文件可能会有缺少面片、缝隙等实体不封闭因素，这样可能导致生成的分层文件、二维资料不封闭，使加工的模型出现问题，所以要检查模型是否存在不封闭轮廓或病态轮廓，如存在则进行轮廓编辑。 （7）点击“轮廓”菜单的下拉菜单“轮廓编辑”。 不封闭轮廓的处理： 1）点击“增加线段或轮廓工具”增加线段； 2）点击“添线强制轮廓线闭合工具”首尾添线强制轮廓线闭合； 3）点击“移动选定节点工具”移动断开处节点，与另一断开点重合。 病态轮廓编辑处理： 1）击去除孤立点或孤立线段工具，选择对全部层进行处理，确定。 2）击滤除轮廓中的细小线段工具，选择对全部层进行处理，确定。 3）击尝试连接轮廓工具，选择对全部层进行处理，确定。 4）击消除轮廓共线中间点工具，选择对全部层处理，确定。 5）重复上述各步，直至出现提示：“该操作未对任何轮廓发生作用”为止。 （8）进行支撑制作和编辑，生成加工文件*.pmr。 7

支撑制作和编辑过程： 1）点击“支撑”菜单的下拉菜单“人工支撑编辑”，击键盘的上档键至第四层或第五层开始加支撑。 2）击绘制支撑的工具在该层上设计支撑，可用十字点支撑、十字形支撑、三角形支撑、单墙形支撑等，需要手画支撑时，点下“墙形自由手绘支撑”图标，点击左键就可以手画支撑了，支撑要求均匀，在容易出现变形的地方适当多加。 3）继续击键盘的上档键，当出现蓝色时再加新的支撑。 4）支撑全部加完后，点击 “文件” 菜单或工具的下拉菜单“全部输出模型”用后缀名为“*.par”文件进行保存。 5）关闭 “RpData”快速成型零件数据准备系统。 （9）双击桌面“RpBuild”快捷方式打开控制程序，加载待加工零件的*.pmr。 1）击 “文件”菜单的下拉菜单“加载成型数据文件”或工具直接加载成型数据文件。 2）击 “工艺”菜单的下拉菜单“工作平台运动参数”，设定工作台运动控制参数，常选择扫描速度100～120 mm/s，轮廓扫描速度为80 mm/s，支撑扫描速度为50～80 mm/s，跳跨速度为400 mm/s，工作台运动下沉深度3 mm，调整托板位置使之略高于液面0.3mm。 3）输入“轮廓检视模式”或“仿真模式”对加工过程检查和仿真运行检查。 4）确认正确无误后点击“制作模式”的开始工具从新制作进入自动制作过程。 9）屏幕出现“Rp项目制作完成”提示后，将托板升出液面，取出制件，清理干净托板。 10）用酒精等清洗剂清洗制件，然后放在紫外线或日光灯下固化。 4、实验报告 （1）阐述快速成形的工作原理。 （2）完成一个简单的三维实体造型。 （3）简述制作方向和支撑的设计。 （4）根据你的三维实体造型编辑生成加工文件*.pmr进行快速成型仿真加工或实体加工。